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中学电学实验的Simulink设计与优化

2021-11-17沈静聪

物理教学探讨 2021年9期

沈静聪

关键词:中学物理:实验设计:Simulink仿真:教育技术

中学科学的物理部分在整个科学理论课程体系中起着重要的基础性作用,它包含物理学的基本概念和物理实验的基本操作方法。作为一门强调理论与实践相结合的白然科学,中学物理的教学模式更应该关注教学过程中的互动与实践。但在实际教学过程中,一些原理复杂的物理问题和实验现象,很难通过普通实验器材形象生动地进行演示,从而引起学生理解更加困难、教师教学更难开展等问题。另外,部分学校存在物理实验设备老旧、原材料不足、实验员缺乏等问题,直接或间接地增大了实验误差,减弱了实验现象,降低了实验教学效果,甚至有可能导致学生养成不严谨的科学态度,违背了实践教学课程设置的初衷。

1Simulink仿真系统介绍

针对以上问题,可以将计算机仿真技术应用到物理实验教学中。它与传统实验教学模式相结合,成为现代化物理教学的突破口和发展点。目前,物理实验仿真软件有Multisim(电学仿真软件)、MATLAB Simulink、EWB(电子设计平台)、Proteus(电路分析与实物仿真软件)、NoBook(仿真物理教学软件)、PhET(互动仿真实验软件)等。其中,Simulink具备简洁明了的可视化操作界面和庞大的模块库,支持连续或离散型的高精度仿真,拥有极高的仿真计算效率以及与MAT-LAB编程互通极高的可拓展性。

Simulink的模块库按照功能可以划分为Continuous(连续模块)、Discrete(离散模块)、Function&Tables(函数和平台模块)、Math(数学模块)、Nonlinear(非线性模块)、Signals&Svstems(信号和系统模块)、Sinks(接收器模块)和Sources(输入源模块)8大功能模块。……

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